Ausgrabungen alter Bergwerke liefern die entscheidenden Informationen zum ehemaligen Zweck der Arbeiten, zu den angewandten bergmännischen Techniken, zur Organisation und zu ihrem zeitlichen Ansatz. Aber oft können nur noch naturwissenschaftliche Untersuchungen das ursprüngliche Ziel des Bergbaus ermitteln.

Geologie, Mineralogie und die Ingenieurwissenschaften des Bergbaus helfen mit, die gemachten Beobachtungen zu verstehen.

Markscheiderische (vermessungstechnische) und fotografische Dokumentationen ober- und untertägiger Spuren bilden die Grundlagen für genaue Beschreibungen. Planunterlagen sind Voraussetzung, bergrechtliche Rahmenbedingungen zu erkennen.

Besondere Funde können technikgeschichtliche Bedeutung als "Leitfossil" erhalten.

Mineralische Rohstoffe sind selten so, wie sie aus dem Boden oder dem Berge kommen, zu gebrauchen. Sie müssen zugute gemacht werden, für die Metallerze spricht man von Aufbereitung. Diese vorbereitenden Tätigkeiten hinterlassen oft deutliche Spuren.

Zur Gewinnung von Metallen aus den Erzen werden diese unter hohen Temperaturen chemischen Prozessen, d.h. einer Verhüttung unterzogen. Bei der angestrebten Trennung des Metalls aus dem Gestein durch Schmelzen entsteht viel Abfall, die sogenannte Schlacke. Da die Schmelzprozesse aufgrund wechselnder Erze im Laufe der Geschichte immer weiter verbessert werden mussten, änderte sich auch das Erscheinungsbild der Schlacken. Im günstigsten Fall kann man sie damit datieren.

Schlacken sind der Hauptindikator für ehemalige Verhüttungsplätze. Hinzu kommen verschlackte oder durch Hitze geprägte Ofensteine oder -fragmente, Röstbetten, in günstigen Fällen Gebläsedüsen. Spuren der Vermeilerung von Holz zu Holzkohle sind oft nicht zu übersehen. Schlackenhalden können im Gelände gut erkennbar sein, weil ihr Schwermetallgehalt entweder Vegetation verhindert oder nur einen speziellen Bewuchs zulässt (Galmeiveilchen, Schaumkresse). Wie beim Bergbau können Siedlungsreste, alte Wege, Wassergräben oder die Dämme von Stauweihern weitere Hinweise zur Infrastruktur liefern.

Die naturwissenschaftliche Erschließung des Weges von der Lagerstätte zum Fertig- bzw. Handelsprodukt ist Aufgabe der Archäometallurgie. Sie bemüht sich durch die Analytik von Erzen, Schlacken und Metallfunden, die Technologie früher Hochtemperaturprozesse zur Gewinnung und Veredelung der Rohstoffe zu rekonstruieren. Die Provenienz des Metalls aus zu identifizierenden Erz-Lagerstätten und zur Herkunft von anderen archäologischen Werkstoffen ist ein wichtiges Forschungsziel. Botaniker untersuchen Fragen der Brennstoffversorgung, um die montanistischen Aktivitäten in den Umweltverhältnissen früherer Zeiten und ihre Wirkung auf diese zu erfassen.